蝸齒輪及其潤滑(下)

2006-12-05

蝸齒輪及其潤滑(下)

吳世榮

正確的選用蝸輪齒輪潤滑油，對於確保最佳的運轉效益十分重要。接下來，說明各類型的潤滑油用於蝸輪齒輪組的優缺點，供作選擇潤滑油品的參考。
複合油
硫磷系極壓型齒輪油
（續上期）

含鋅的抗磨性油品
這類型的油品通常都是以鋅為主的添加劑組成配製，也就是大家常見的ZDDP（二硫代磷酸鋅）。
ZDDP添加劑配方的油品慣常被稱作『抗磨性油品』，最主要是作為液壓油使用。製造廠家最常建議業界採用的Mobil DTE 20系列，及Nuto H系列即是這類型油品的代表。
含有ZDDP添加劑的油品，它的主要功能為防止液壓泵的熔接或擦痕的產生。在FZG齒輪試驗中含ZDDP的油品其重荷效能遠高於不含鋅的油品。在摩擦拖曳的高溫下，它的化學反應會形成親近金屬的鏈結來避免金屬之間的磨損，而且ZDDP添加劑不會和銅合金材質如青銅或黃銅產生反應。
以ZDDP配製的油品，可以用於蝸輪齒輪的潤滑，然而ZDDP的配方技術對於蝸輪齒輪的潤滑並無明顯的效益。而且這類型油品的黏度級數範圍相對的偏低，也不太適合蝸輪齒輪的潤滑需求。

↑蝸桿及蝸輪

低鋅或無鋅的循環機油
這些油品通常是被歸類為非極壓型的油品，最常用在循環系統的潤滑。某些蝸輪製造廠家建議使用在需求非極壓型油品的潤滑上。例如有名的Renold Gears齒輪製造廠指定Mobil DTE系列（低鋅），及ESSO Teresstic N（無鋅）作為其蝸輪齒輪組的潤滑。在黏度的選擇方面，ISO 220到460的循環機油是最常見用於蝸輪齒輪組的，而如果不含極壓的ISO 460的黏度級數無法取得時，可以選擇Mobil 600W Super Cylinder Oil複合油來取代。再者，如果無法取得不含極壓劑的相對等黏度齒輪油，則可能需要考慮用極壓齒輪油來暫代。

注意：蝸輪齒輪組如果使用了止輪墊單向離合器（Sprag Clutch backstop），則不能使用極壓齒輪油。

優先選用的蝸輪齒輪潤滑油
蝸輪齒輪潤滑油其保護磨損的效能主要是基礎油的選用，而不是添加劑配方的影響；最為常用的蝸輪齒輪潤滑油是以最低量比率的極壓添加劑或抗磨劑來配製的。
上面討論過幾種適合蝸輪齒輪使用的礦油系油品選擇，接下來我們列出全系列的蝸輪齒輪潤滑油選擇，根據不同的基礎油依序從最基本基本的潤滑油要求到最佳的潤滑油選擇。

一)基本的潤滑油：潤滑油以石蠟基礎油配製，黏度指數最低為90～95。

優點：
．成本較為低廉。
．考慮產品整合簡單化，可以和其他的齒輪油或循環機油共用一種產品。

缺點：


．青銅材質的蝸輪磨損率最高—齒輪組的壽命最短。
．操作溫度較高。
．潤滑油的使用壽命較短。

代表性油品為：
．Mobil DTE系列產品，如DTE Extra Heavy, BB, AA, HH
．ESSO Teresstic N系列
．Mobil 600W Super Cylinder Oil（ISO VG 460）
．Mobilgear 600系列或ESSO Spartan EP系列

二)較優良的潤滑油：潤滑油以合成基礎油PAO配製，黏度指數最少為150
優點：
．黏度指數很高，寬廣的高低溫範圍裡提供絕佳的油膜穩定性。
．高低黏度級數產品都有。
．獲得相當多原製造廠的認可。
．減低青銅材質的蝸輪磨損率—增長齒輪組的壽命。
．降低齒輪箱的操作溫度。
．改善熱/機械效能，減低動能的消耗。
．潤滑油使用壽命長—比起一般的礦油有高達4倍的壽命。
．因滑油和齒輪箱的壽命長，可減少停機的時間。
．減少停機時間則提升生產力。
．和礦物油相容。
．可以使用在其他多項潤滑上。

缺點：
．油品價格高—但可從油品壽命、齒輪箱壽命及減低停機等等的效益來彌補。

代表性油品為：
．Mobil SHC 600系列
．Mobilgear SHC系列
．Mobilgear SHC XMP系列
這三種系列的油品都和礦物油完全相容，也和大部分的油品材質相容。

注意事項：Mobilgear SHC是極壓性油品，不建議用於裝置有止輪墊單向離合器（Sprag Clutch backstop）的齒輪箱，應參考原廠的認可資料。


↑頂置式蝸桿齒輪箱
三)最佳的潤滑油選擇：潤滑油以合成基礎油PAG配製，其黏度指數超過200。
優點：
．黏度指數最高，可提供最佳的油膜穩定性。
．青銅材質的蝸輪磨損最低—齒輪組的壽命最長。
．降低齒輪箱的操作溫度。
．潤滑油的使用壽命長—比起一般的礦油高達6倍的壽命。
．減少停機、換油的時間。
．提高生產力。
缺點：
．潤滑油價格高—可從增加油品壽命、改善齒輪箱壽命及減少停機時間等效益來彌補。
．無法和礦物油相容。
．和許多油封材質無法相容—這也是為什麼合成基礎油PAO較普遍被應用於潤滑的主要原因。
．和漆類不相容，所以要先查明齒輪箱的塗漆種類。
代表性油品為：
．Mobil Glygoyle系列，黏度級數由ISO VG 68～1000可供選擇。
注意事項：
在使用PAG類型的合成潤滑油之前，最重要的是先確定蝸輪齒輪箱所使用的油封材質和塗料的種類。PAG和Buna N或Nitrile的橡膠複合物不相容，要特別注意。使用PAG的合成潤滑油系列，通常建議採用Viton材質的油封。
齒輪箱所使用的塗料也要特別考慮，尤其是內部所塗的防銹蝕層。使用PAG的合成潤滑油時，Epoxy為主的塗料比較常用。

總歸一句話，為了正確安全的潤滑應用，使用PAG的合成潤滑油之前，一定要先參考齒輪箱原製造廠的意見。

 

美國石油協會API近日發表柴油引擎潤滑油最新的級數CJ-4，這油品是配合2007年美國的排放廢氣標準而定,它對於燃油的要求非常嚴苛，對照於ACEA2004年底對其規範的整合，可以看出車輛用油發展的方向。

吳世榮先生的專文介紹下期刊出 敬請期待！